Слайд 1ИНДИВИДУАЛЬНЫЙ ПРОЕКТ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ ИМПЕРАТОРА АЛЕКСАНДРА I ПГУПС»
БРЯНСКИЙ ФИЛИАЛ
ПГУПС
на тему:
«Полупроводниковые датчики температуры»
по дисциплине
«Физика»
БФПУ 23.02.06.02 ИП
Выполнил студент группы БРЭТ-111
Афонин Евгений Витальевич
Проверил преподаватель
Распопова Жанна Анатольевна
г. Брянск
2020.
Слайд 2Паспорт проекта
Тема проекта: Полупроводниковые датчики температуры.
Учебная дисциплина: Физика.
Тип (вид проекта):
информационный
Область проектной деятельности: Учебно-исследовательская
Продукт проекта: презентация
Объект проекта: Полупроводники
Предмет проекта: датчики
температур.
Слайд 3Введение
Сегодня наука неустанно двигается вперёд, и от учёных с каждым
днём требуются новые способы точного измерения тех или иных показателей.
Одним из таких показателей является температура – важнейшая часть современной жизни. Мне стало интересно, как современная наука способна измерить сверхнизкие или сверхвысокие температуры достаточно точно, какие для этого используются материалы и как они ведут себя в процессе их эксплуатации.
Слайд 4Понятие температуры
Спиртовые термометры применимы для измерения температур от - 65
до 50 0С, а ртутные нельзя применять для измерения температуры
ниже -380С.
Термин температура происходит от латинского слова temperatura, что в переводе означает нормальное состояние или надлежащее смещение.
Слайд 5Принцип работы
Полупроводниковые
датчики температуры
предназначены
для измерения
температуры от
-55°
до 150°С. В этот диапазон
попадает огромное количество
задач, как
в бытовых, так и в
промышленных приложениях.
Слайд 6Принцип работы
Физический принцип работы полупроводникового термометра основан на зависимости от
температуры падения напряжения на p-n переходе, смещенном в прямом направлении.
Данная зависимость близка к линейной, что позволяет создавать датчики, не требующие сложных схем коррекции.
Слайд 7Аморфные полупроводниковые датчики температуры.
В зависимости от применяемого полупроводникового материала терморезисторы
разделяют на кобальто-марганцевые (КМТ и СТ1), медно-марганцевые (ММТ и СТ2),
медно-кобальтовые (СТ3 и СТ4) и титано-бариевые, имеющие малый допуск по сопротивлению и ТКС (позисторы СТ5 и СТ6).
Слайд 8Проблемы аморфных датчиков.
Основным недостатком термометров этого типа является то, что
они, несмотря на проведение в процессе изготовления искусственного старения, обладают
низкой временной стабильностью и воспроизводимостью.
Слайд 9Монокристаллические датчики температуры.
Значительно большей стабильностью электрофизических свойств по сравнению с
аморфными веществами обладают монокристаллы. Для создания монокристаллических чувствительных элементов термометров
широкое применение получили кремний и германий.
Слайд 10Германиевые датчики температуры
В области более низких температур наиболее часто используется
легированный германий, как хорошо изученный полупроводниковый материал.
Слайд 11Кремниевые датчики температуры
В настоящее время в области практического использования никакой
полупроводниковый материал не может конкурировать с кремнием по степени изученности
характеристик и, особенно, по степени разработанности и освоенности технологии изготовления.
Слайд 12Сравнение датчиков
Итак, всего можно выделить два основных типа полупроводниковых датчиков:
аморфные (кобальто-марганцевые, медно-марганцевые, медно-кобальтовые) и монокристаллические (германиевые и кремниевые).
Аморфные
полупроводниковые датчики температуры просты в производстве и состоят из доступных и недорогих материалов, тем самым имея низкую стоимость.
В то же время кремниевые и германиевые датчики температуры нивелируют их недостатки, имея широкий диапазон сверхточного измерения температур и более стабильные электрофизические свойства.
Слайд 13Заключение
В результате проведённого анализа я частично подтвердил гипотезу, сформулированную в
начале. Действительно, преимущество оказывается за датчиками из доступных материалов, но
наиболее дешёвыми оказываются аморфные сенсоры, обладающие значительными недостатками. Самыми же распространённые датчики это кремниевые, которые являются и недорогими, и надёжными.
Слайд 14Список литературы
Виглеб Г. Датчики. М.: Мир, 1989.
https://mcucpu.ru/index.php/pdevices/datchiki/108poluprovodnikovye
http://www.sensorica.ru/d2_comparison.shtml
http://electrik.info/main/fakty/427-datchiki-temperatury-chast-pervaya-nemnogo-teorii-i-istorii.html
